往复式压缩机曲轴的失效分析

《往复式压缩机曲轴的失效分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、工程失效分析往复式压缩机曲轴的失效分析J.A.贝塞拉，FJ希门尼斯，M.托雷斯，DT桑切斯，E·卡瓦哈尔西班牙塞维利亚大学工程学院一个RTICLËIN的Fo文章信息文章历史：2010年12月6日收到2010年7月13日接受可在线2010年12月15日关键词：曲轴往复式压缩机失败超载摘要对巴士空调中使用的相同型号的复式压缩机中的曲轴进行了大量的失效分析。这个分析包括外部检查，曲轴的化学成分和硬度分析，系统的动力学模型。模拟包括几个子抗剪弹性极限的模型。：制冷循环的热力学模型。压缩机扭矩动力学模型。曲轴的有限元模型

2、（FEM）。动态集总系统模型。从集中模式的结果，以评估由于曲轴的扭转动态应力的有限元分析。从这项研究可以得出几个结论：压缩机的分析表明，扭转动力控制在曲轴的应力和曲轴应力的气体力的影响只是轻微。断口的形貌符合扭矩过载从获得的有限元法和集总模型，曲轴的最大应力位于键槽，曲轴大部分是在这个位置断裂的，这种几何因素对应力集中影响非常高。压缩机的转速范围不断跨越三个较低的共振频率。压缩机的排气阀应重新设计，以减少气力，功耗和压降。简介我们知道第一辆汽车上配备了空调是在1939年的惠普公司。随着这一技术已的不断发展，事实

3、上，现在世界上大约70％的新车使用了这个系统。几乎所有的公交车辆都配备了这项技术。在这个系统中最重要的部件是压缩机，在最常见的一种是往复式容积压缩机。虽然曲轴故障不常见，但在这种类型的设备，当曲轴发生故障，它可能会影响运动链的所有组件（连杆，缸盖等）。本篇所描述的往复式压缩机于巴士空调系统的故障分析，压缩机组成，通过V带的公交车的柴油发动机的四个气缸（五安排）。压缩机通常在1000和2000转之间的变速运行。压缩机的位置由客车发动机动力通过V带连接决定，如图。 1压缩机电磁离合器位于曲轴的自由端开启/关闭。曲轴

4、失效的最常见的原因是疲劳。在疲劳的顺序出现，循环拉伸应力和裂纹的INI分化网站是必要的。结合循环弯曲应力，由于传输从活塞和连杆气缸压力的径向载荷谐波扭转曲轴运行-要添加的惯性载荷。虽然曲轴一般都具有较高的安全边际设计，为了不超过材料的疲劳强度，高循环荷载和局部应力集中，可能导致裂缝的形成和生长，即使疲劳强度不超过平均值。潘迪[1]分析了两缸35马力拖拉机使用的发动机，在断裂面位于主轴承和杂志之间的曲轴故障。裂纹开始形成在45L左右的平面旋转轴曲柄针的网络区域。裂纹表明beachmarks典型的疲劳失效。疲劳的发

5、病有关的压力，估计是175兆帕，这远远低于从曲轴作了球墨铸铁拉伸应力（约680兆帕）。 TAY-LOR等。 [2]开发了球墨铸铁，其中有一个拉伸强度为440兆帕的四缸发动机曲轴疲劳试验：一个实验是扭转和弯曲等。曲轴下了扭转和弯曲的循环加载，直到在这两项测试的失败和45L同样骨折的旋转轴的角度观察。这里介绍的工作，涉及一种方法，使一个要考虑扭转和弯曲载荷，建立曲轴失败的原因。该方法通过动态分析的曲轴参与vonMises应力的评价。这种方法是基于一个动态集总模型与有限元模型[3]共同开发的结果。2。曲轴材料及故障描

6、述2.1。曲轴的描述和物质组成34CrMo4（EN10083-3:2002数字：1.7220，BS708M32）低合金结构钢淬火和回火之前，作为一个单件伪造的曲轴。每个曲柄连接两个连杆。曲轴的照片如图。 2和各个组件的标记。获得三个破曲轴的化学分析数据，使用一台光谱仪，结果如表1所示。在测试中的化学成分得到的结果是一致的，具有典型的34CrMo4值碳的比例虽然略低于预计34CrMo4钢。图1。压缩机的运行位置。J.A.Becerraetal./EngineeringFailureAnalysis18(2011)

7、735–746737Fig.2.Compressorcrankshaftwithcommonfailuresurface.表1曲轴断裂的化学成分（重量％）。曲轴标识。 00100200334CrMo4钢碳（％）0.360.330.380.30-0.37±0.02锰（％）0.730.840.780.60-0.90±0.04二氧化硅（％）0.230.240.230.40±0.03含硫量（％）0.0200.0200.016<0.035+0.005磷（％）0.0170.0120.016<0.025+0.005铬（％）1

8、.020.850.970.90-1.2±0.05钼（％）0.230.200.310.15-0.30±0.03断曲轴的布氏硬度值进行了测定，结果如表2所示。两三个曲轴（001003）显示出类似的值，但第三个结果是较低的。这些值估计在最后一排的抗拉强度秀开车。2.2。曲轴故障描述在工作时间范围4000-6000小时，这是在保修期内，压缩机高曲柄轴断了，这种故障导致制造商重新评估设计。常见的